图1 上海抗规2023发布通知
上海抗规整体还是延续了全国抗规“三水准设防,两阶段设计”的思路,只是针对上海地区进行了修改,主要涉及设计反应谱、设计地震分组、地震地面加速度时程曲线、荷载分项系数、装配式混凝土结构房屋的设计、钢筋混凝土结构楼梯间的设计、基于性能的抗震设计的参考方法等多个技术内容。
PKPM2021新规范V2版软件实现了上海抗规的相关内容。
全面支持上海抗规
在“总信息”参数,结构所在地区选择“上海(2023)”软件在后续计算中,涉及新标准中的条款都将按照新标准的要求进行计算和设计。
图2 参数定义增加“上海(2023)”选项
设防烈度和特征周期联动修改
《建筑抗震设计标准》DG/TJ08-9-2023第3.2.2规定:对于本市的多遇地震和设防烈度地震,Ⅲ类场地的设计特征周期取为 0.65s,Ⅳ类场地的设计特征周期取为 0.9s;对于罕遇地震,Ⅲ、Ⅳ类场地的设计特征周期都取为 1.1s。相应于各抗震设防烈度的设计基本地震加速度取值,应按表 3.2.2 采用。
选择“上海(2023)”后,参数“地震信息”中设防地震分组自动改为第二组,同时,如果原有场地类别为Ⅰ或Ⅱ类,程序自动将场地类别修改为Ⅲ类;对于Ⅲ、Ⅳ类场地,特征周期自动修改为0.65s和0.9s。
图3 地震信息联动
对于单模型,用户可以直接选择“单模型性能信息”,如果用户选择大震弹性、大震不屈服或大震极限承载力验算,地震信息中特征周期自动修改为1.1s。
图4 性能设计联动
自动修改地震影响系数曲线
《建筑抗震设计标准》DG/TJ08-9-2023第5.1.5条规定:建筑结构地震影响系数曲线(图 5.1.5)的阻尼调整和形状参数应符合下列要求:
1、除有专门规定外,建筑结构的阻尼比应取 0.05,地震影响系数曲线的阻尼调整系数应 按1.0采用,形状参数应符合下列规定:
1) 直线上升段,周期小于 0.1s 的区段;
2) 水平段,自0.1s至特征周期区段,应取最大值αmax;
3) 曲线下降段,自特征周期至10s区段,衰减指数应取0.9。
选择“上海(2023)”后,地震影响曲线自动根据阻尼比特征周期等调整为上海抗规2023第5.1.5条规定地震影响系数曲线。
自定义地震影响曲线增加上海抗规反应谱
如果用户需要自定义地震影响系数曲线,进入自定义地震影响曲线菜单后,程序按照上海抗规2023版给出默认地震影响系数曲线,方便后续操作。
图5 自定义地震影响曲线联动
弹性时程分析接力上海抗规2023作为基准反应谱
弹性时程分析在基准反应谱中增加了“上海抗规(2023)”选项,在用户采用自动筛选时,根据参数定义中地区的选择自动基准反应谱,方便筛选。
图6 弹性时程分析接力“上海(2023)”
新增考虑竖向质量及三向地震作用参数选项
《建筑抗震设计标准》DG/TJ08-9-2023第11.2.11 采用振型分解反应谱法进行屋盖结构的多遇地震作用计算时,结构 j 振型、i 节点的水平或竖向地震作用标准值应按下式确定:
对复杂结构,水平地震激励可能引起明显的竖向加速度响应,此时有必要考虑水平地震作用产生的竖向振型等效力。对于有一定空间性的结构,仅考虑质点的两个水平方向的质量不能体现出结构的真实动力特性,需要考虑质点的水平和竖向三个方向的质量进行各个方向的地震作用许算。
同理,对复杂结构,竖向地震激励可能引起明显的水平加速度响应,此时有必要考虑竖向地震作用产生的水平振型等效力。
程序中增加了相应的参数,对于复杂结构或大跨结构,可能更好的考虑地震引起的内力变化。(此参数对所有规范都适用)
图7 地震信息增加对应参数
框架结构楼梯间、周边梁、柱抗震等级提高一级
《建筑抗震设计标准》DG/TJ08-9-2023第6.1.18-4条规定:楼梯间应符合下列要求:框架结构中,楼梯间的框架梁、柱(包括楼梯梁、柱)的抗震等级应比其他部位同类构件提高一级(楼梯构件参与整体内力分析时,地震内力可不调整),已为一级时可不提高,并宜适当加大截面尺寸和配筋率。
当结构体系选择为“框架结构”,软件自动判断用户在建模中布置的楼梯,对楼梯四周的框架梁、柱自动执行抗震等级提高一级,已为一级不再提高。
图8 楼梯间抗震等级提高
框筒结构调整联动修改
《建筑抗震设计标准》DG/TJ08-9-2023第6.7.1条规定:框架-核心筒结构应符合下列要求:
1、核心筒与框架之间的楼盖宜采用梁板体系;部分楼层采用平板体系时应有加强措施。
2、除加强层及其相邻上下层外,按框架-核心筒计算分析的框架部分各层地震剪力的最大值不宜小于结构底部总地震剪力的10%。
3、当第2款不能满足时,宜采取措施保证核心筒具有双重抗震体系特性,框架与核心筒墙肢应能承受由于连梁屈服内力重分布后的地震作用,核心筒承担的地震剪力宜放大10%,并验算核心筒在大震下的极限承载力。
《建筑抗震设计标准》DG/TJ08-9-2023第6.2.16-1条规定:侧向刚度沿竖向分布基本均匀的框架-抗震墙结构和框架-核心筒结构,任一层框架部分承担的剪力值,不应小于结构底部总地震剪力的 20%和按框架-抗震墙结构、框架-核心筒结构计算的框架部分各楼层地震剪力中最大值1.5倍二者的较小值。
在结构类型选择“框筒结构”或“筒中筒结构”后,自动按照该条执行对剪力墙及框架柱的剪力放大。
当框架柱的最大层剪力小于基底总剪力的10%时,1)柱的剪力放大到10%的底部总地震剪力;2)墙的剪力放大1.1倍,并且没有不大于底部总地震剪力的限制。
当框架柱的最大层剪力大于10%时,判断框架部分承担的剪力是否大于{结构底部总剪力的20%,框剪部分地震剪力的1.5倍}较小值,如果不满足将框架部分放大。
如下图所示,框剪结构分为2段,2-3层为第一段,4-17层为第二段。2-3层框架柱最大层剪力小于基底总剪力10%,框架柱剪力放大,同时,墙剪力放大1.1倍;4-17层满足最大层剪力大于基底剪力10%,部分不满足{结构底部总剪力的20%,框剪部分地震剪力的1.5倍}较小值,分层进行调整,墙剪力不放大。
图9 框筒判断放松
嵌固端要求联动展示
《建筑抗震设计标准》DG/TJ08-9-2023第6.1.17-2条规定:地下室顶板作为上部结构的嵌固部位时,应符合下列要求:地下室为一层或两层时,地下一层结构的楼层侧向刚度不宜小于相邻上部楼层侧向刚度的1.5倍;当地下室超过两层时,地下一层结构的楼层侧向刚度不宜小于相邻上部楼层侧向刚度的2 倍。
程序会根据地下室层数判断地下室顶板能否作为上部结构嵌固端要求,并给出判断。
图10 地下室层数不大于2时嵌固端刚度判断
图11 地下室层数大于2时,嵌固端刚度判断
全面支持性能设计
《建筑抗震设计标准》DG/TJ08-9-2023附录K中给出5个性能目标,不同重要性构件构件验算要求不同。
如果用户需要,可以在性能设计中设置性能设计包络子模型,程序在此处自动修改大震下的特征周期,后续可以在“多模型”-“性能设计子模型”中定义各个构件的性能包络目标。
图12 性能设计多模型定义
图13 性能设计构件性能包络定义
弹性时程分析增加上海抗规2023附录A地震波
《建筑抗震设计标准》DG/TJ08-9-2023附录A新增10条天然地震波和4条人工地震波,本次修改程序将14条波新增到备选波库中,如果用户选择“上海2023”,自动筛选功能优先选择本次新增14条地震波进行计算。
图14 弹性时程分析新增14条上海地震波
计算结果展示
用户选择了“上海2023”后,程序计算书也会随之修改。
总信息中明确结构所在地区以及执行规范年限
图15 地区明确规范版本
设计依据中增加上海抗规2023
图16 设计依据增加
按照上海抗规2023要求判断嵌固端,并给出规范条文
图17 嵌固端判断规范及结果展示
按照用户指定刚度比判断薄弱层,并给出规范条文
图18 薄弱层判断规范及结构展示
框筒结构参照上海抗规2023进行0.2V0判断
图19 框筒结构剪力调整规范及结果展示
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